Сплав пермаллой - состав, свойства материала
Пермаллой – это сплав железа и никеля с высокой магнитной проницаемостью. Может использоваться в чистом виде или дополняться вспомогательными элементами для придания определенных свойств. Например, для повышения прочностных характеристик рецептура дополняется хромом и молибденом.
Стандартное содержание никеля в составе: 40-82%. От его концентрации зависят технические и эксплуатационные свойства продукции. Классификацию, сортамент и требования к производству нормирует ГОСТ 10160-75.
Виды пермаллоя
По содержанию основного вещества различают две категории продукции:
- высоконикелиевые составы – более 80%. Например, это сплав пермаллой 79НМ;
- низконикелиевые – состоят из железа, а дополнительного элемента в составе от 19%. Отличаются небольшой магнитопроницаемостью, но высоким удельным сопротивлением. Популярная марка в данной категории – 50НХС.
После цифры, которая означает количество никеля в металле, указываются буквы. По ним можно определить, какие добавки используются для легирования. Например, М – это молибден, Х – хром, С – кремний. Литера «Н» в маркировке означает никель.
Пермаллой делится на три класса – с нормальными магнитными свойствами (I), повышенными (II), высокими (III). Свойства классов обеспечиваются методом производства – открытой выплавкой, вакуумным литьем, или специальным (плазменным, электро-дуговым, вакуумно-индукционным, их сочетанием). Химический состав металлического соединения регулирует ГОСТ 10994-74.
Технологические особенности
Для получения металла используется метод двойной или одинарной термической обработки. Сырье нагревается в камерах, которые заполнены водородом. Условия внутри отсека – +1300 °С с постепенным уменьшением температуры до +400-500 °С.
Цена пермаллоя достаточно высокая (выше у проката меньшей толщины), что обусловлено сложной технологией производства и необходимостью соответствия строгим стандартам. Поэтому используют его там, где без него невозможно обойтись. В обработке проще сплавы, в которых никеля содержится меньше. Поэтому чем ниже его концентрация в составе, тем дешевле итоговый продукт.
Из-за высокой стоимости невыгодно изготавливать детали, состоящие из пермаллоя на 100%. Поэтому используется метод напыления вещества (в виде порошка) на поверхность из менее дорогого металла. По характеристикам данная готовая продукция аналогична компонентам, полностью выполненным из пермаллоя, но цена композитных деталей ниже.
Сортамент и сферы применения
Промышленные предприятия могут купить пермаллой в форме листов, прутков, проволоки или пластин. Толщина ленточного проката может достигать 2,5 мм, листов - до 32 мм. Также возможно производство порошка, которым обрабатываются детали сложной формы.
Область применения определяется магнитными свойствами материала. Вот несколько примеров использования данного металла, сопряженных с характеристиками:
- Пермаллой накапливает энергию внутри поля. Из-за этого качества тонкие ленты данного сплава применяются в трансформаторах и катушках реле. Пластины из него подходят для создания магнитофонных головок звукозаписи. В большинстве усилителей звука тоже есть этот материал;
- Обеспечивает высокую индукцию, даже если поля почти нет. Поэтому используется в деталях измерительных устройств. Приборы с элементами из пермаллоя определяют даже слабое поле;
- В трансформаторном оборудовании импульсного типа используются вещества с высоким удельным сопротивлением. Это позволяет даже небольшим устройствам выполнять надежное преобразование разных параметров нагрузки;
- В медицинской отрасли используется для защиты помещений, предназначенных для проведения МРТ и других процедур, где имеются сильные волны.
Ранее применялся для защиты кабелей, прокладываемых на большие расстояния. Здесь он уменьшал искажения сигнала, делал его более качественным и стабильным. В устойчивых к магнитным волнам кабелях материал применяется и сегодня. Но из него подготавливают не только оболочку кабелей. Чаще на основе пермаллоя создают полноценные корпусы для защиты оборудования, которое чувствительно к магнитному воздействию. Также востребован в производстве радиоэлектроники, электронного оборудования, электрических микроскопов.
